何毓琦:年轻人如何做科研

2011-9-13 08:13 来源: 科学时报
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  学术界流行的笑话是这么说的,“你的最高水平就是最近一篇论文”,“像爬抹了油的竹竿一样,为了待在原位你必须不停地往上爬,许多人都想拉你下来,因为他们都想要超过你”。

  “从一开始,我一生就只有一份工作,一位妻子,一个家,所有孩子都在同一个学校完成了幼儿园到大学的教育。”

  在2010年6月25日发表于科学网博客上的一篇文章中,时年76岁的何毓琦这样总结道。

  何毓琦,祖籍浙江诸暨,1934年3月1日生于上海。动态系统现代控制理论的创导者之一,哈佛大学终身教授、美国工程院院士、中国科学院及中国工程院外籍院士,长期从事系统控制科学及工程应用研究,在最优控制、微分对策、团队论、离散事件动态系统和智能系统等方面作出了重大贡献。

  1949年,15岁的何毓琦前往香港并在那里完成高中教育。1950年,被美国麻省理工录取,并在1953年获得电子工程学位,1955年获得电子工程硕士学位。1961年获得哈佛大学应用数学的博士学位并留校任教。1965年成为哈佛大学终身教授。

  何毓琦长期致力于中国内地的科研发展,培养了多名中国学生,2001年受聘为清华大学讲座教授。2007年4月25日他在科学网的博客开通,受到网友热烈欢迎。

  9月9日,何毓琦教授做客科学网,与广大网友就“科研与生存之间应该如何把握和取舍”、“年轻人如何确定自己的研究方向”、“面对现实社会的诸多诱惑、生活的压力,年轻人如何专心科研”等问题交流了经验和体会。

  本报选编部分访谈内容,以飨读者。

  主持人:何老从上世纪70年代末开始经常回国,对国内的情况比较了解,他本人有几十年的科研教学经历,对科学网很多年轻的网友会有很多借鉴意义。今天到场的还有贾庆山老师,他来自清华大学,2006年获得清华大学博士学位,现在任清华大学自动化系智网中心副教授。我们今天还请到三位资深科学网博主:中国科学院物理研究所助理研究员罗会仟,中国科学院生态环境研究中心三年级博士生金小伟,北京协和医学院生物化学与分子生物学专业硕士生雷宇。他们正在准备踏上科研(之路),以科研作为终身职业。

自己做自己的导师

  罗会仟:刚刚毕业的博士生,在国内一般(是)约定俗成地找一棵大树,靠在他下面,这虽然会带来很多经费上和项目上的方便,但另外一方面也约束了一些人的成长,(可能)对激发自己的斗志有影响,面对这样的矛盾我们该怎么办?

  何毓琦:我当时自己做博士的时候,没有导师,全靠自己。我的博客上还有一篇(文章),(说的是)有一个湖南大学的博士生,也是没有人指导,他自己研究做了一套东西,就跟我通信,我发现他在他那行业做得非常清楚,就请他写了一篇自己怎么做导师的文章,他写得很好,所以我主张这篇(文章)值得看一看。

  假如有了博士学位,假如是导师真的很花时间训练你,你获得博士以后不一定要靠大树。你绝对可以自己学习,当然有的时候会走一点弯路,碰两个钉子,但我觉得这个问题可以解决。假如没有好的导师帮你忙的话——有当然很好,没有可以自己闯出来。

如何选择科研方向

  《科学时报》:有人说,现在几乎所有的领域都有很多人在研究,年轻人一般都是跟着前辈做,虽然有自己的兴趣点和专业功底,但确定自己的研究方向还是很难。何老师有没有具体的建议?

  何毓琦:我推荐大家去读湖南大学的那个学生写的那篇《我如何自己做自己的导师》的博文,我发现他对这个问题认识很清楚。问题有的是,你永远可以找到值得做的东西。我是不担心年轻人的,他们可能信心不够,我现在告诉他,绝对要放心去做,没问题。当然有人帮你忙更好,你少走一点弯路,省点事,这当然是绝对有好处的。

  网友:科研的新手在刚开始面对一个研究方向时,究竟应该以问题为导向,然后在实战中学习相应的基本知识,还是应该先学习好相应方向的基础知识,然后再寻找问题的突破口?尤其对于交叉学科的研究方向,一个人的专业背景和所学的基础知识往往不适用新的交叉方向。对于这些情况,您有什么建议?

  何毓琦:刚开始的时候我也以为必须要学会(基本知识)才能考虑这个问题,后来发现,根本没时间学完,很多事情要下决心,只要离你本行不太远,你花六个月工夫,马上可以作贡献。我的主张是不要太担心。问题是你要跳进去,人家说学游泳最好是跳下水再学,喝几口水没关系,你在外面一天到晚讲游泳理论,不下水,永远学不会。

  《科学时报》:贾老师,作为何先生的博士生,您感觉何先生在教学过程中给您的感受有什么与众不同的东西?感受最深的是什么?

  贾庆山:我觉得最深的是指导我如何做研究,而且指导我如何做人。

  我可以补充一点,就是选题方向,在这个特定的问题上,我印象很深刻。在刚刚开始接触研究的时候,何老师就指导我们说,选题目有三个问题你要先问一问自己,因为我们是工程学科,是做应用基础研究的,第一个问题是有没有一些实际的工程人员真正关心你要研究的这个问题;第二,你是不是不完全了解这个问题,你如果已经对这个问题非常了解,知道怎么做,甚至预计做的结果是什么,这可能不是一个好事情;第三,不管什么样的原因,是不是对这个问题感兴趣。如果这三个问题当中有两个回答是肯定的,这个问题就值得你去做,这是何老师在我还刚开始接触研究时就跟我讲过的。从那个时候开始做研究,到后来毕业之后自己做老师,我觉得这让我受益非常大,因为他虽然没有告诉我一定要做哪一个特定的问题,但他告诉我如何去寻找一个真正重要的问题。

  做一个比喻,就像做菜有不同的口味一样,做研究也有不同的品位,我们清华有一句话,叫授之以鱼还是授之以渔。何老师最与众不同的是:他不是把题目定好让我们往下做,而是不断地用苏格拉底的方式,首先让我们提一个我们想做的问题,他会用引导的方式帮助我们判断这个研究问题是不是真正重要,是不是真正值得我们往下去做。通过这样不断反馈式的交流,不断提炼我们自己做研究的品位。回到您的第二个问题上,最特殊的地方我觉得是锻炼我们做研究的品位,这个难以量化,只能通过朝夕相处、不断互动的方式才能学习到。

兴趣与现实的冲突如何解决

  《科学时报》:您怎么看待科研的目的,有的人认为,作为科学家应该研究自己喜欢和感兴趣的事情,另外有一种观点认为,科学家拿着纳税人的钱就要给国家和社会解决实际问题,您怎么看待这种争论?

  何毓琦:(这要)看你的职位是什么,假如在公司里做事情,当然公司需要你解决这个问题,这是你的责任,你必须要替它解决。(如果)要解决的事情是你喜欢做的事情,(这与个人兴趣)没有冲突。假如你要做的事情,一大半都是你不喜欢的,为了生存,当然很痛苦,所以你(可能)要另外找职位。

  我常常跟学生讲,假如找到一个职业,50%的(工作内容)是你喜欢做的事情这是非常好的,(但)每个机会都有不开心的,但是你必须要做的事情,这是避免不了的。世界上很少(有)每一秒钟都可以做你喜欢的事情(的情况),像我这样退休了以后什么都不用管了,比较可以这样。一般你真的要有职位的话,50%是你喜欢做的事情我觉得就很好了,有的时候你必须做一些你自己不喜欢的事情。

  主持人:可能您还是属于比较传统、比较老派的科学家,您赞同不赞同科学界的一种趋势:把科学家作为职业,他不一定有很强的理想主义在里面,或者是要解决什么问题,但是他可能是把它作为一种养家糊口或者是专业性的,怎么看待科学家越来越职业化的这样一种趋势?

  何毓琦:我刚才讲了,有许多人念博士,绝对不是要做科研,(而是觉得)博士给我更好的机会。我觉得(这)没什么错,你说博士给我很好的训练,我可以赚大钱,不过一个人总是要找你喜欢做的事情。你要做的全是你不喜欢的事情的话,那的确很痛苦。在美国可以另外找一个职业,这里可能就是你没有办法,换职位都不可能,那是我很同情的事情。

  金小伟:现在有很多考核制度,我不知道美国是怎么样的,在中国有开题报告、中期汇报和年底考核等,(这)给大家造成一种速成的心理,比如有一点数据就要写文章。但是要发高质量的文章对学术才有意义,我不知道如何权衡文章的质量和数量的问题?

  何毓琦:我希望这是个过渡时期,在科学上用量(衡量)是绝对行不通的,我了解现在的中国为什么注重量,像(用)SCI(衡量)在国外是很少的,唯一能行得通的办法就是同行评议。但是我也了解,中国为什么现在需要用这个量,用量(衡量)有许多用不着争论,像奥运会一样,你跳高一点拿金牌,低一点拿银牌,没话讲。我觉得你们年轻人不要太注重量,当然现在可能注重一下,但迟早中国会同国外一样,慢慢重(视)质(量)。

转向新问题 学会问问题

  主持人:雷宇好像还有一个问题,也是很多年轻学者碰到的问题,关于专业转换的问题,在本科读一个专业,硕士的时候转到另一个专业,博士的时候又转了一个方向。从年轻学者事业发展来说,这是一个好事情还是应该尽量避免?

  何毓琦:我的个人经验,觉得老待在一行里面,不管做什么,可能科学就把你超过去了,根本没有你能做的东西了。所以我觉得应当适当转转行。当然学生物的明天说要研究历史,这是大转变,比较少。不过在生物方面,从一个问题跳到另一个问题绝对是好事。而且我主张,因为你跳到新的问题上,比钻在牛角尖里做第三代的什么问题容易得多。你转向新问题,常常先到那里,(把)树上的果子都采下来了,后来的人要爬得很高才能采下来。我主张你要常常换(研究方向),每六七年换换做的东西比较好。

  网友:选择一个好问题是成为好科学家的必需,但什么是好问题?您怎么选择问题?

  何毓琦:很多人对中国出去念书的学生(印象是),本科训练是非常好的,回答问题非常好,但是对问问题的训练不够,不是不会问问题。我觉得做博士导师,最要紧的就是教学生怎么去问问题。问一个有价值的问题不是容易的一件事。做博士导师,要做到这点肯定要花三四年时间,(需要)真的跟学生每一个周末、每一周有交流,才能慢慢用苏格拉底式的方法,使学生了解怎样问问题。我觉得这是很重要的,不是三言两语可以回答出来的,做科学家最要紧的是学会怎么去问问题。

  贾庆山:我补充一点,我当学生的时候,何老师半开玩笑地跟我们讲过,你们当学生什么时候可以毕业呢?就是一定要教会我一样东西,不是说什么都是老师教给你。作为学生,你得教给老师一些东西,这个过程很重要。

  何毓琦:我不是开玩笑,这是我要求的。

科研经历

  我决定学机械工程。这是因为有一次,大概是我13岁的时候吧,我修好了一只相当精密复杂的欧式装饰钟,这只钟有只小鸟会来回跑,还会唱歌,坏了以后就扔在我家的阁楼上。我一无参考手册,二无任何经验可言,完全靠自己摸索,弄清楚了这只钟的机械结构,而且居然把它修好了,让所有的人大吃一惊。于是机械工程就成了我命中注定的专业啦。我申请大学的时候,把机械工程列为了我的志愿专业,可是麻省理工的招生部不知道怎么弄错了,把我当成电子工程的学生招进去了。其实那时候,麻省理工所有新生第一年的课程都是完全一样的,到了第二年才分专业,也就是说学生们到了第一学年结束的时候才决定他们的专业。不过既然我是被当做电子工程的学生招进去的,电子工程系就经常邀请我参加各种各样的新生座谈和其他活动。我那时候年仅16岁,一个人孤零零地在美国,根本没人管我,或者帮我出谋划策。因为懒惰和无知,电子工程看上去和别的什么专业一样,都挺不错的,于是我就糊里糊涂地进入了电子工程领域。

  ——教育与研究随笔(十一)改变研究方向与领域

  我是在1959年至1960年开始在哈佛学习的,目标是做一篇有关控制和系统理论的博士论文。

  我很快发现哈佛在控制领域做得并不出色,这个领域的一位年轻教授因为没有拿到终身职位,正准备离开哈佛,而另外一位是讲师,刚刚毕业不久,跟哈佛的合同是一年一签,教授一门反馈控制课程。所以基本上没人能指导我。绝望中,我开始拼命读当时发表的控制领域文献,碰巧看到一篇R. E. Kalman和J. Bertram合写的文章,是关于无差拍控制的问题。

  我就把我的想法及其应用一起写下来,作为对Kalman论文的发展投稿了。与此同时,我写信给Kalman,请他提供更多的文献资料。当时Kalman还不是很有名,(他那著名的Kalman滤波的论文一年以后才发表)。他很高兴有人,而且是个研究生,仔细研究了他的工作,对他的工作怀有浓厚的兴趣。他不但寄给我一些正在撰写的论文的预印本,而且还把我对他工作的推进推荐给1960年召开的第一届美国自动控制大会(AAC),让我去作报告,发表论文。

  Kalman还邀请我和他合写了一篇文章,将动态系统中的线性无关性的想法大大拓展,提升为“可控制性”(controllability)——现在这已经是控制论中的一个基本概念了。这篇文章很快成为该领域的经典。此外,我的一个同学Stuart Dreyfus当时正在帮R. Bellman编程,我从他那里得到了Bellman撰写的Adaptive Control: A Guided Tour一书的预印本,因此能够在其他人之前从中学到很多东西。这两件事比其他任何因素都更能帮助我完成博士论文,而且可以说我的事业由此起步。 ——我是如何获得我的终身职业的

  写博客的初衷

  从1979年中美建交之后,我差不多每年回中国一次,亲眼看见中国这些年的大进步。我想我对于中国的认识同一些西方中国专家不同,可能更深刻一些。同时我又亲身活过了这所谓的“美国的半世纪”(1950~2000),可以有一种不同于中国人对美的看法。另外,我容易讲一些你们不便讲的话,外来和尚的经容易听一点。最后,我四十多年的科研经验写下来可能对年轻学者有些帮助,让他们可以少走弯路。这是我写博客的几个志愿。

  ——中文的自我介绍及一个月来做博客的感触

  给年轻人的科研建议

  绝对不要低估了在科学研究过程中写作和演讲的重要性,除非你真的认为你是十亿个人里最聪明的那一个!

  ——关于想法、写作和演讲

  要记住,学术界的唯一硬通货是声誉,如果你渴望成功,请你一定要学会在学术生涯的各个阶段建立你的声誉,并且奋力维护你的声誉。 ——怎样才能到国外做博士后

  三年前(指2005年——编者注)在我给克利夫兰州立大学作报告时的问答环节,一个学生问我,“如果您只有一次机会,您会给一个即将步入社会的青年最重要的指点是什么?”我不假思索地回答,“娶一个好女孩”,这也许并不是那个学生所期望的答案。三年来,我反复咀嚼这句话,愈加笃定这个信念。

  一、没有一个人能像你妻子那样更透彻地了解你的为人、长处和短处。

  二、当你在事业上越爬越高,你会听到越来越多的“是”,越来越少的“否”,而你的妻子是唯一拥有这样的智慧和动机,能够给你诚恳、坦率有时是逆耳忠言的人。

  ……

  九、(上世纪)90年代克林顿当美国总统的时候,有一个到现在还可以引用的笑话。有一次克林顿夫妇在其当选总统后访问他们从前住的阿肯色州,他们驱车经过希拉里前男友在工作的加油站。比尔·克林顿对希拉里说,“我想知道如果你嫁给你的前男友会怎样?”希拉里回答,“那么他将成为总统,而你会去给汽车加油”,恰如其分地说明了终身伴侣的重要性。

  在49年前(此文写于2008年——编者注)的1959年的情人节我的妻子接受了我的求婚。当我们期待明年金婚纪念日时,我以Robert Browning的诗结束此文,“最浪漫的事情莫过于与你慢慢变老”(原文Grow old along with me, the best is yet to be ,同我一起变老,与我同享更好的未来时光——译者注)。我想这就是比“白首偕老”还有意思吧。——情人节给我的老伴之赞扬